INFORME TÉCNICO EVALUACIÓN ECOTOXICOLÓGICA DE …
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INFORME TÉCNICO EVALUACIÓN ECOTOXICOLÓGICA DE PLAGUICIDAS SOBRE Eisenia foetida. VIVIANA ELIZABETH RUBIANO RODRÍGUEZ Plan de Trabajo Profesionalizante para optar al título de Biólogo Ambiental. Supervisor Alejandra Garzón Espinosa Bióloga Ambiental Magíster en Ciencias Ambientales Tutor Luz Stella Fuentes Quintero Directora Centro de Biosistemas UJTL Ingeniera Agrónoma Magíster en Biología Aplicada UNIVERSIDAD DE BOGOTÁ JORGE TADEO LOZANO FACULTAD DE CIENCIAS NATURALES E INGENIERÍA PROGRAMA DE BIOLOGÍA AMBIENTAL BOGOTÁ 2019
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INFORME TÉCNICO EVALUACIÓN ECOTOXICOLÓGICA DE PLAGUICIDAS SOBRE Eisenia foetida.
VIVIANA ELIZABETH RUBIANO RODRÍGUEZ
Plan de Trabajo Profesionalizante
para optar al título de Biólogo Ambiental.
Supervisor
Alejandra Garzón Espinosa
Bióloga Ambiental
Magíster en Ciencias Ambientales
Tutor
Luz Stella Fuentes Quintero
Directora Centro de Biosistemas UJTL
Ingeniera Agrónoma
Magíster en Biología Aplicada
UNIVERSIDAD DE BOGOTÁ JORGE TADEO LOZANO
FACULTAD DE CIENCIAS NATURALES E INGENIERÍA
PROGRAMA DE BIOLOGÍA AMBIENTAL
BOGOTÁ
2019
CONTENIDO
1. INTRODUCCIÓN 1
2. PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN, OBJETIVOS E HIPÓTESIS 2
.............................................................................................................................................
2.1 PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN .............. 2
2.2 OBJETIVOS............................................................................................................ 3
2.2.1 Objetivo General 3
2.2.2 Objetivos Específicos 3
2.3 HIPÓTESIS ............................................................................................................. 3
3. METODOLOGÍA ..................................................................................................... 4
3.1 ÁREA DE ESTUDIO .................. 4
3.2 ACTIVIDADES DESARROLLADAS ............ 4
3.2.1 Adecuación del área para el criadero de lombriz roja californiana .................. 4
3.2.2 Mejoramiento del modulo para el pie de cría de lombrices .................. 4
3.2.3 Adquisición del pie de cría ................... 4
3.2.4 Mantenimiento del pie de cría de la lombriz roja californiana .................. 4
3.2.5 Acondicionamiento del organismo de prueba ................... 4
3.2.6 Prueba de retención de agua ................. 5
3.2.7 Validación del protocolo para ensayos toxicológicos sobre E. foetida ................. 5
3.2.8 Carta de control de sensibilidad para E. foetida .......................................................... 5
3.2.9 Análisis estadístico .................. 6
3.2.10 Preparación de E. foetida para la prueba de ecotoxicidad 6
3.2.11 Prueba de ecotoxicidad ................. 6
3.2.12 Condiciones del testigo .................. 7
3.2.13 Tasa de transformación de materia orgánica a lombricompost 7
3.2.14 Características físico- químicas del lombricompost ..................... 8
3.2.15 Evaluación de la viabilidad de E. foetida expuesta a procloraz ............ 8
3.2.16 Modificación del protocolo para la práctica “Bioindicadores en suelos contaminados. E.
foetida (superviviencia y reproducción)” de la clase Toxicología Ambiental de la UJTL 8
4. RESULTADOS Y DISCUSIÓN ............................................................................... 9
5. CONCLUSIONES ..................................................................................................... 15
6. RECOMENDACIONES ........................................................................................... 15
7. BIBLIOGRAFÍA ........................................................................................................................... 16
ANEXOS ............................................................................................................................................... 20
1. INTRODUCCIÓN
Con el fin de optimizar la calidad y el rendimiento de las cosechas, los agricultores
realizan actividades como la labranza y la aplicación de fertilizantes y plaguicidas (Caride
et al., 2011). Los plaguicidas agrícolas se disponen en forma líquida en los cultivos.
Cuando estos productos de síntesis química son aplicados, cerca del 50% puede desviarse
fuera del punto de control, localizándose en diferentes componentes del medio físico
como suelo, aire y agua, afectando las poblaciones objetivo y no objetivo (Doménech,
2009). Los agricultores tienen poco en cuenta la macrofauna edáfica, cuando hacen
aplicaciones de agroquímicos y las funciones que estos cumplen en el ecosistema. Esta
condición se refleja en la disminución de la biomasa de las poblaciones o en la
eliminación de especies (Klemens et al., 2003). La macrofauna terrestre agrupa los
invertebrados mayores de 2 mm de diámetro y se consideran importantes en la
transformación de las propiedades del suelo. Entre la macrofauna se consideran las
lombrices de tierra (Oligochaeta: Lumbricidae), las termitas (Isoptera: Termopsidae) y
las hormigas (Hymenoptera: Formicidae), que actúan como ingenieros del ecosistema en
la formación de poros, la infiltración de agua, la humificación y transformación de la
materia orgánica (Cabrera et al., 2011).
Las diferentes características que exhiben los macroinvertebrados son usadas
principalmente, para analizar la calidad del ecosistema. La combinación de características
biológicas, funcionales y ecológicas, pueden ser utilizadas como bioindicadores (Bonada,
et al., 2006). Dentro de los principales bioindicadores del estado del ecosistema suelo se
encuentran las lombrices de tierra. Esto ha sido comprobado por diferentes autores, los
cuales detectaron impactos sobre las poblaciones de lombrices en sistemas con alto grado
de intervención agrícola, observando una disminución de la riqueza y la abundancia
(Lavelle, 2006). Por lo descrito, el objetivo del presente estudio es evaluar el efecto
ecotoxicológico del fungicida con compuesto activo Procloraz sobre la lombriz roja
californiana a partir de la mortalidad, fecundidad, biomasa, transformación de materia
orgánica y viabilidad del organismo, con el fin de aumentar la investigación sobre los
efectos ecotoxicológicos de los plaguicidas de síntesis químico en organismos no
objetivo.
2. PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN, OBJETIVOS E HIPÓTESIS.
2.1 PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN
El uso de plaguicidas ha traído consigo beneficios, aumentando la producción agrícola,
la productividad del suelo y la calidad de los productos, representando principalmente un
beneficio económico, pero solo el 10% de los plaguicidas aplicados llegan al organismo
objetivo, mientras que un alto porcentaje es depositado en áreas y organismos no objetivo
(Garzón, 2014). La aplicación de agroquímicos puede causar efectos adversos en
diferentes formas de vida y ecosistemas. Como resultado de esto, se detectan de forma
constante en suelo, aire, superficies acuáticas y subterráneas, sedimentos, vegetales y
alimentos (Ortiz et al., 2011), representando un problema principalmente para la salud
humana y para el ecosistema suelo.
Numerosos estudios muestran claramente la sensibilidad de las comunidades de
organismos edáficos ante las perturbaciones impuestas por el manejo de los sistemas
agrícolas (De Aquino, 2008). Se sugiere que la macrofauna edáfica puede ser considerada
como un indicador temprano y sensible a los efectos del manejo del suelo (Govaerts et
al., 2006). Además desempeñan un papel imprescindible en la productividad del suelo
debido a su capacidad de alterar el ambiente superficial y edáfico en que se desarrollan
las plantas (Lavelle et al., 2006). Como resultado de lo anterior, determinados organismos
se consideran bioindicadores de la estabilidad y la fertilidad del suelo, en especial las
lombrices de tierra (Ruiz et al., 2008). La utilización de las características biológicas,
funcionales y ecológicas de las lombrices puede ser utilizada como bioindicadores para
determinar el estado del suelo, debido a que estos organismos manifiestan cambios en
una corta escala de tiempo (George, 2006). La abundancia de dichos individuos declina
como función inversa a la intensidad con que son manejados los suelos o por el uso
intensivo de plaguicidas (Ruiz et al., 2008). Ante esto, emerge un escenario propicio para
la investigación en el que se emplee el estudio de las características biológicas y
funcionales de la lombriz de tierra como indicadores de la relación de la respuesta del
organismo al efecto toxicológico por el uso de plaguicidas, llevando a esta investigación
a buscar la respuesta para la siguiente pregunta, ¿cuáles son los efectos ecotoxicológicos
del Procloraz sobre la lombriz de tierra (Eisenia foetida)?
2.2 OBJETIVOS
2.2.1 Objetivo general
Determinar el efecto ecotoxicológico del plaguicida con compuesto activo
procloraz sobre la lombriz roja californiana (Eisenia foetida).
2.2.2 Objetivos específicos
1. Validar el protocolo de evaluación de los efectos de las sustancias
químicas en el suelo sobre la lombriz de tierra roja californiana.
2. Evaluar la mortalidad, reproducción y biomasa de la lombriz roja
californiana, bajo el efecto de cinco concentraciones del fungicida.
3. Determinar el porcentaje de nutrientes y la tasa de transformación de
materia orgánica producido por E. foetida bajo el efecto del procloraz.
2.3 HIPÓTESIS
• Las concentraciones de Procloraz por encima de la dosis recomendada tendrá
efecto ecotoxicológico sobre la biomasa, reproducción y supervivencia de E.
foetida.
• A medida que aumenta la concentración del fungicida, la tasa de transformación
de la materia orgánica se verá reducida.
3. METODOLOGÍA
3.1 ÁREA DE ESTUDIO
Se realizó en el Centro de Biosistemas de la Universidad de Bogotá Jorge Tadeo Lozano
ubicado en el municipio de Chía (4°53'07.2"N 74°00'48.0"W), donde tambíen se dispuso
del laboratorio de entomología.
3.2 ACTIVIDADES DESARROLLADAS
3.2.1 Adecuación del área para el criadero de lombrices
Se seleccionó el lugar con las condiciones adecuadas, idealmente un sitio con sombra. Al
tener esta zona identificada, se eliminó vegetación como maleza para ubicar el modulo
de pie de cría (ver anexo Nº1).
3.2.2 Mejoramiento del módulo para el pie de cría de lombrices
Se ajustó el módulo de cría de lombriz roja californiana existente en el C-Bios, realizando
divisiones de 1 m dentro de este y ubicándose en la parte inferior del módulo, dos planchas
de tablas de madera para el secado del humus sólido. (ver anexo Nº2).
3.2.3 Adquisición del pie de cría
Para el inicio de la cría de la lombriz roja californiana se obtuvo con el lombricultor
Lombricultura de Tenjo, ubicado en la vereda Chince del municipio de Tenjo
(Cundinamarca).
3.2.4 Mantenimiento del pie de cría de la lombriz roja californiana
La cría de lombriz se mantuvo en un módulo de 1 x 3 x 0.30 m, cubierto de tela mosquitero
para evitar que otros animales penetraran y se alimentaran de estas. Se alimentaron con
desechos orgánicos del C-Bios cada 15 días, ademas que se ajustó la humedad del sustrato
al 75% (ver anexo Nº3).
3.2.5 Acondicionamiento del organismo de prueba
Previamente se realizó trampeo a las lombrices, con ayuda de canastillas durante 2 días.
Una vez se obtuvieron las lombrices, se llevaron a una de las secciones vacías del módulo
y se les dispuso de sustrato con humedad al 75% y de lechuga precompostada, la cual fue
administrada siempre, ya que el mismo tipo de alimento evita variaciones en el
crecimiento de las lombrices (ver anexo Nº4).
3.2.6 Prueba de retención de agua
Se pesaron 120 g de sustrato y se colocaron en un recipiente que permitiera medir el nivel
de saturación de agua, luego se adicionó agua poco a poco con una probeta, midiendo el
volumen gastado cuando cae la primera gota. Determinando de esta manera la cantidad
de agua necesaria para saturar el sustrato, tomando el 100% de saturación el volumen
gastado y calculando el 75% de retención de agua (Alonzo & Chicas, 2013) (ver anexo
Nº5).
3.2.7 Validación del protocolo para ensayos toxicológicos sobre E. foetida
La guía “Bioindicadores en suelos contaminados. E. foetida (superviviencia y
reproducción)”, de la clase de Toxicología Ambiental durante su realización, esta
presenta un porcentaje de mortalidad del testigo mayor al 10% invalidando así el ensayo,
por ende, se validó la Prueba de Toxicidad elaborada por OCDE, la cual es utilizada para
evaluar los efectos de las sustancias quimicas en el suelo usando la lombriz de tierra roja
californiana.
3.2.8 Carta de control de sensibilidad para E. foetida
La carta sensibilidad de E. foetida con Procloraz se estimó mediante una prueba de
exposición aguda durante 14 días, la cual constó de cinco concentraciones alrededor de
la recomedada por el fabricante, por triplicado y con un control negativo, cada unidad
experimental tuvo diez lombrices adultas (cliteladas) con un peso promedio entre 0.3 y
0.6 mg. Las unidades experimentales se prepararon con 120 gramos de suelo con 15ml
de agua más el plaguicida respectivamente. Se utilizaron recipientes plásticos
transparentes de 16oz de capacidad con tapa rígida perforada. Luego de obtener las
unidades experimentales preparadas se introdujeron en cada recipiente diez lombrices
limpias, secas y pesadas, la exposición al plagicida se prolongó por 14 días tiempo durante
el cual se hicieron tres revisiones, en la que se registraron los datos de mortalidad, número
de ootecas encontradas y las características de los individuos sobrevivientes (Gómez,
2014).
3.2.9 Análisis estadístico
El análisis de los datos se realizó mediante el programa IRMA-QCal el cual es
específicamente para el cálculo de curvas de dosis-respuesta. La aplicación utiliza un
modelo de regresión logística para generar valores para DL50 Y DL90, tomando como
referencia la metodología propuesta por Lozano & Saavedra (2012). Para establecer la
relación entre las concentraciones con las variables Biomasa y Número de Ootecas, se
aplicó la prueba de Kruskal-Wallis con el programa estadístico Statgraphics Centurion
XVI (Versión 16.1.11).
3.2.10 Preparación de E. foetida para la prueba de ecotoxicidad
La preparación de las lombrices tuvo de varios pasos, primero se seleccionaron los
individuos evitando la manipulación excesiva. Se procedió a disponerlos en una
superficie plana y firme removiendo lentamente el sustrato hasta hallar las lombrices
prestando atención en seleccionar individuos adultos verificando la presencia del clitelo
y una longitud mayor o igual a 3 cm, sin alteraciones o defectos apreciables en el tejido
externo. Luego de la selección, las lombrices se dejaron en reposo durante 30 minutos en
un recipiente pequeño. Al cabo del reposo las lombrices se lavaron con agua para terminar
de remover los rastros de sustrato adherido. Se tomó papel adsorbente humedecido
poniéndolo en la base de una caja de Petri y se depositaron las lombrices en una cantidad
tal que pudieran moverse fácilmente (aproximadamente 20 lombrices por caja de Petri
mediana y 50 para una caja de Petri grande). La ausencia de alimento y el contacto con
el papel húmedo permitió que las lombrices vaciaran el intestino y que las heces fueran
fácilmente descartadas junto con el papel. Las lombrices puestas en las cajas de Petri se
dejaron en reposo en un lugar oscuro, y al cabo de 12 horas se eliminó el papel húmedo,
las lombrices se lavaron y secaron y se dispusieron en un trozo de papel nuevo y húmedo
en la caja de Petri durante otras 12 horas. Transcurridas las 24 horas de limpieza, las
lombrices se volvieron a enjuagar eliminando partículas sólidas (OCDE, 2014) (ver anexo
Nº6).
3.2.11 Prueba de toxicidad
Se dispusieron en recipientes de plástico de 16 oz de 120 g de suelo más 50 g de lechuga
precompostada. Posteriormente se aplicó 15 ml de agua con la respectiva concentración
del fungicida (0.4, 0.8,1.2,1.6 y 2 cc/L) y se situaron 10 lombrices (lavadas, secadas y
pesadas) por recipiente (cinco tratamientos con cuatro repeticiones), y estos se cubrieron
con tapa plástica perforada para permitir el intercambio gaseoso. Los recipientes se
mantuvieron en un Biotron para mantener las mismas condiciones (temperatura 20 ± 2,
humedad relativa 80%, fotoperiodo luz-oscuridad 12/12 horas).
Se construyó un diseño completamente al azar para el plaguicida con el ingrediente activo
Procloraz, con cinco tratamientos y cuatro repeticiones para cada uno de los tratamientos
(cada tratamiento correspondió a un valor de concentración del agroquímico) y su
respectivo control. Una vez se tuvieron los recipientes con el suelo y la materia orgánica,
se dispusieron de diez lombrices limpias, secas y pesadas en estado adulto por cada
repetición, dejándolas durante un mes en condiciones controladas al interior de la cabina
de ensayos. Cada lombriz con un peso promedio entre 0.3 y 0.6 g; la toma de datos o
revisiones se realizó el primer día registrando el peso de las lombrices, la segunda
correspondiente al día siete, en que se revisaron las unidades experimentales, registrando
la mortalidad, el número de ootecas encontrados y se removieron los individuos muertos.
En la tercera correspondiente al día catorce se medieron los mismos ítems del día siete.
En el último día de revisión (Día 30), se revisó y registraró además de la mortalidad y
número de ootecas, el peso final de la biomasa y las características morfológicas externas
de los individuos sobrevivientes (OCDE, 2014) (ver anexo Nº7).
3.2.12 Condiciones del testigo
Para la prueba de ecotoxicidad se llevó un testigo por quintuplicado a las mismas
condiciones ambientales y experimentales. Diez lombrices en cada vial, con una humedad
del sustrato al 75%, temperatura 20 ± 2, humedad relativa 80%, fotoperiodo luz-oscuridad
12/12 horas, utilizando las mismas proporciones de sustrato y alimento, con la diferencia
que no se le aplicó plaguicida (OCDE, 2014).
3.2.13 Tasa de transformación de materia orgánica a lombricompost
Al final del estudio se tomó el porcentaje de cenizas de cada unidad experimental. Para
determinar el mismo, los sustratos se sometieron al horno para así obtener el porcentaje
de materia seca y conocer la conversión a lombricompos en base seca (Rodríguez, 1996).
3.2.14 Características físico-químicas del lombricompost
Al final del trabajo se remitió al laboratorio de suelos del C-Bios para su respectivo
análisis físico-químico, en bolsas plásticas rotuladas.
3.2.15 Evaluación de la viabilidad de E. foetida expuesta a procloraz
Después de las cuatro semanas de toxicidad crónica con el fungicida, los individuos
sobrevivientes de cada uno de los tratamientos, al igual que los del testigo, se llevaron a
nuevas unidades experimentales sin Procloraz (dos unidades por tratamiento), donde se
dispusieron de 120 g de sustrato con pH entre 6.8 y 7, humedad al 75% y 60 g de lechuga
precompostada. Se registró al final de las cuatro semanas el número de juveniles y el
número de ootecas (ver anexo nº8).
3.2.16 Modificación del protocolo para la práctica “Bioindicadores en suelos
contaminados. (E. foetida superviviencia y reproducción)” de la clase Toxicología
Ambiental de la UJTL
De acuerdo a la validación del protocolo del bioensayo realizado y de los resultados de
este, se modificó el protocolo de la guía para la práctica “Bioindicadores en suelos
contaminados. (E. foetida superviviencia y reproducción)” (ver anexo Nº9).
4. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Tabla 1. Resultados de procloraz sobre E. foetida para mortalidad, reproducción y tasa
de cambio en biomasa. Concentración
cc/L
Mortalidad
(%)
# Ootecas Tasa de
cambio
en
Biomasa
(%)
Testigo 0 0,00 22 16,24
Procloraz 0.4 0.00 9 8,26
0.8 0.00 7 7,79
1.2 1.87 4 - 13,02
1.6 3.75 2 -30.06
2.0 5.00 2 -39,26
Procloraz es un fungicida de acción preventivo y curativo, el cual actúa de forma
translaminar (Adama, 2019). Para este estudio se utilizaron dosis alrededor de recomenda
por el fabricante para cultivos de clavel y rosa (0,8 cc/L).
En la tabla 1, se observa como la población va presentando efectos ecotoxicológicos a
medida que se va aumentando la concentración de Procloraz, lo cual se refuerza por los
estudios de Calow, 1991 y Gibbs et al., 1996, donde se dedujo que el estrés causado por
la presencia de un contaminante puede desviar la energía para el crecimiento y/o la
reproducción, y así asegurar la supervivencia del organismo, por lo tanto, el crecimiento
como la reproducción pueden ser afectados por la exposición a un contaminante, antes de
que ocurra la mortalidad en una población. Estos dos parámetros pueden ser los más
representativos de los efectos en las poblaciones (Brown, 1983; Dickson, 1995; Kokta,
1992) y, por lo tanto, de mayor importancia ecológica en el monitoreo de los efectos de
los pesticidas sobre oligoquetos (Edwards, 1992; Gibbs et al., 1996; Kokta, 1992).
Figura 1. Producción de ootecas con respecto al pH.
Todos los individuos presentaron clitelos bien desarrollados al final del estudio, lo cual
indica que son aptos para la reproducción, pero como se observa en la figura 1, a medida
que se va aumentado la concentración del plaguicida, el pH disminuye causando así la
poca producción de ootecas, debido que para el genero E. foetida el rango ideal para su
reproducción es de sustratos con pH 6.8 a 7.8 (Reinés et al., 1998).
Figura 2. Cambios en la biomasa de E. foetida bajo el efecto de procloraz.
En la figura 2 se muestra los cambios en la biomasa de E.foetida bajo el efecto del
fungicida, donde se observa una disminución gradual en su biomasa desde el segundo
tratamiento (0.4 cc/L), esto se debe a que los oligoquetos son capaces de sobrevivir la
exposición crónica a un plaguicida reduciendo la energía necesaria para otros procesos
22
97
4 2 2
6.66.3 6.3
4.44.8 4.6
0
1
2
3
4
5
6
7
0
5
10
15
20
25
0 0.4 0.8 1.2 1.6 2
pH
# d
e oote
cas
Concentración (cc/L)
Ootecas pH
16.24
8.26 7.79
-13.02
-30.06
-39.26-45
-40
-35
-30
-25
-20
-15
-10
-5
0
5
10
15
20
0 0.4 0.8 1.2 1.6 2
CA
MB
IIO
DE
BIO
MA
SA
(%
)
Concentración
(cc/L)
vitales como la alimentación (Stromborg, 1986, citado en Espinoza-Navarro & Bustos-
Obregón, 2004), provocando disminución en la biomasa (Bauer & Römbke, 1997;
Muthukaruppan et al., 2005; Ávila et al., 2007; Yasmin & D'Souza, 2007).
Para estás variables evaluadas a E. foetida bajo el efecto del fungicida, se encontró una
relación estadísticamente significativa entre las diferentes concentración de procloraz
(P=0,0342) respecto al porcentaje de la tasa de cambio en biomasa. En cuanto a su
relación con la producción de ootecas no es significativa (P=0,6651). En cuanto a la CL50
y CL90, de acuerdo a los resultados obtenidos mediante el programa IRMA-Qcal es de
20,99 y 30,17 cc/L respectivamente.
Figura 3. Humedad inicial y final del sustrato
La figura 3 ilustra que para todas las concentraciones del estudio la humedad disminuyó
entre 1 y 4% (ver anexo N° 10) de su valor inicial (75%), no sobrepasando el limite de
perdida de humedad (10%), debido a que el sistema de prueba permitió el intercambio
gaseoso que se produce al descomponerse la materia organica, dando lugar a que el agua
se evapore de manera natural, dando una perdida de humedad muy baja.
656667686970717273747576
0 0.4 0.8 1.2 1.6 2
% H
um
edad
Concentración (cc/L)
Humedad inicial
Humedad final
Figura 4. pH inicial y final del sustrato
La figura 4 muestra un pH inicial del sustrato de 5.4. Para el testigo, T1 y T2, se presentó
un aumento del pH 6.3, 6.3 y 6.6 respectivamente, siendo esto el resultado de la
producción de lombricompost y lixiviado (Bates et al.,1983) elaborado por las lombrices
que sobrevivieron el periodo de cuatro semanas, los cuales permitieron modificar el pH
a uno más basíco.
Respecto a las concentraciones de T3, T4 y T5, se observó una diminución del pH
posiblemente influenciado por la descomposición de las lombrices muertas, las cuales
estas pudieron entrar al sistema y así influenciar el decrecimiento del pH. Estos
tratamientos presentaron una mortalidad entre el 2 y 5% (ver anexo N°10).
Figura 5. Tasa de transformación de Materia Orgánica.
6.66.3 6.3
4.44.8 4.6
0
1
2
3
4
5
6
7
Testigo T1 T2 T3 T4 T5
pH
Tratamiento
pH inicial
pH final
57.41
51.51
45.63
35.54 34.7631.83
0
10
20
30
40
50
60
70
0 0.4 0.8 1.2 1.6 2
Tasa
de
tran
sform
aci
ón
de
M.O
Concentración (cc/L)
% MO inicial
% MO final
En cuanto a la tasa de transformación de la Materia Orgánica (fig. 5), el testigo, T1 y T2
presentaron una tasa de 57, 51 y 46% respectivamente, debido a que en ellos no se produjo
el 100% de mortalidad en lombrices durante las cuatro semanas de la prueba (ver anexo
Nº 10). Este incremento se debe a la actividad biológica que realizan lombrices al
alimentarse (Bates et al.,1983). Para T3, T4 y T5 la reducción de la tasa de transformación
de Materia Organica se debió probablemente a que los oligoquetos cuando están en
contacto con algún plaguicida reducen la energía necesaria para otros procesos vitales
como la alimentación (Stromborg, 1986, citado en Espinoza-Navarro & Bustos-Obregón,
2004), además que la descomposición de las lombrices muertas se incorpora a la cantidad
de materia organica presente en el sistema (Tineo, 1994).
Figura 6. Porcentaje de nutrientes en la Materia Orgánica inicial y final.
Los nutrientes contenidos en el sustrato se hallan en forma orgánica por lo que no son
directamente asimilables para las plantas. La mineralización de nutrientes está gobernada
directamente por las actividades de las bacterias y de los hongos. Pero estas actividades
están muy influenciadas por la fauna del suelo que vive junto a los microorganismos, y
también por distintas interacciones de la red trófica que determinan la transferencia de
nutrientes a través del sistema (Brown & Doube 2004; Aira et al. 2006; Aira &
Domínguez 2009).
En la figura 6, se observa un aumento significativo de nutrientes en el testigo con respecto
al sustrato inicial. Esto se soporta por estudios como el de Ferrera y Alarcón (2001) en
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
SustratoInicial
Testigo T1 T2 T3 T4 T5
% d
e n
utr
ien
tes
en M
.O
Tratamiento
N
P
K
Ca
Mg
donde mencionan que el lombricompost se considera enriquecido tanto química como
biológicamente por la actividad de las lombrices y su dinámica microbiana. En este
sentido, las deyecciones de las lombrices de tierra juegan un papel muy importante sobre
la actividad microbiana y la mineralización de nutrientes, puesto que las formas orgánicas
de los nutrientes pasan a formar minerales que son los utilizados en la biomasa de la
planta (Porta et al., 1999).
En los tratamientos con las diferentes concentraciones del fungicida, hay un incremento
en el porcentaje de nutrientes con respecto al sustrato inicial, pero no en la misma cantidad
que el testigo, debido a que este organismo al entrar en contacto con plaguicidas, reduce
la energía de procesos vitales como la alimentación (Stromborg, 1986, citado en
Espinoza-Navarro & Bustos-Obregón, 2004), por lo tanto, hay una disminución en el
enriquecimiento del sustrato por parte de las lombrices.
Figura 7 . Viabilidad de E. foetida expuesta a procloraz
Luego de las cuatro semanas de la prueba de toxicidad, se sacaron las lombrices adultas
sobrevivientes de cada tratamiento y se dejaron por cuatro semanas más en nuevos viales
de prueba con sustrato a pH ajustado entre 6.8-7.8, humedad al 75% y sin el fungicida,
obteniendo un promedio de 24 lombrices jóvenes y 15 ootecas para el testigo, lo cual se
corrobora con lo encontrado por Yasmin & D’Souza en el año 2007, los cuales deducen
que la reproducción de las lombrices es sensible a los plaguicidas, provocando esto a
largo plazo una declinación en las poblaciones.
24
1210
2
15
6 30
5
10
15
20
25
30
0 0.4 0.8 1.2 1.6 2
VIA
BIL
IDA
D
CONCENTRACIÓN (CC/L)
JUVENILES
OOTECAS
La gran mayoría de los autores coinciden en que las lombrices E. foetida, así como otros
gusanos, hacen bien el papel de los biomarcadores sensibles y ofrecen numerosas
oportunidades para estudios de contaminación del ambiente, tanto por los pesticidas y
otros contaminantes (Sisinno et al. 2005; Loureiro et al.2005).
5. CONCLUSIONES
• Los individuos de E. foetida bajo el efecto del fungicida, son capaces de sobrevivir
a la exposición crónica del fungicida posiblemente al reducir la energía necesaria
para otros procesos vitales como la alimentación, provocando disminución en la
biomasa y producción de ootecas.
• La viabilidad de estos organismos después de las cuatro semanas de haber tenido
contacto con Procloraz, mostró que este tiene una toxicidad directa sobre las
lombrices de tierra produciendo efectos latentes sobre su reproducción.
• La actividad de las lombrices acelera la descomposición de los restos vegetales,
incrementando la tasa de transformación de la materia orgánica.
• La lombricultura ofrece un mejor aprovechamiento de todos los residuos
orgánicos, la cual puede ser utilizada como alimentación de las lombrices y
convertirla en humus sólido y líquido, los cuales pueden ser aprovechados como
abono orgánico en diferentes cultivos.
6. RECOMENDACIONES
• Durante la realización de todo el bioensayo es importante controlar los parametros
fisicoquimicos del sustrato, como (temperatura, humedad), además de suministrar
alimentación cuando sea necesario, con el fin de cotejar que los efecto
ecotoxicológicos sobre E. foetida es producto del efecto de los fungicidas en
estudio y no un factor ajeno a los mismos.
• Realizar pruebas ecotoxicológicas del fungicida en rangos alrededor de la CL50 y
CL90 reportada en este documento.
• Para el mantenimiento del pie de cría de E. foetida,se recomienda que esta se
alimente cada 18 días aproximadamente, asímismo controlar la humedad de la
cama cada 8-10 días para así evitar el descenso de la población.
• Adecuar una mejor zona dentro de C-Bios para el secado del humus sólido.
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ANEXOS
1. Adecuación del área para el criadero de lombrices
2. Mejoramiento del módulo para el pie de cría de lombrices
3. Mantenimiento del pie de cría de la lombriz roja californiana
4. Acondicionamiento del organismo de prueba
5. Prueba de retención de agua
6. Preparación de E. foetida para la prueba de ecotoxicidad
7. Prueba de toxicidad
8. Evaluación de la viabilidad de E. foetida expuesta a procloraz
a) Derteminación de pH en sustrato
Se pesaron 3g del sustrato en un beaker de 100ml donde se adicionó 50 ml de agua
destilada fría, se agitó ocasionalmente y de dejó reposar por 30 minutos. Previamente
se calibró el pH-metro utilizando en orden los buffers 4, 7 y 10. Se introdujo el
electrodo en la solución de la muestra.
b) Ooctecas y juveniles
9. Modificación del protocolo para la práctica “Bioindicadores en suelos
contaminados. E. foetida (superviviencia y reproducción)” de la clase
Toxicología Ambiental de la UJTL
Toxicología Ambiental
Ecotoxicidad en suelos contaminados. Lombrices (supervivencia y reproducción)
Actualmente los agricultores utilizan una gran cantidad de plaguicidas sintéticos. Su uso
indiscriminado elimina agentes beneficiosos que se encuentran en el suelo. La lombriz de
tierra representa aproximadamente un 80% de la biomasa del suelo y entre sus funciones
se encuentra descomponer e incorporar materia organica, estabilizar el ciclo de nutrientes,
entre otras; debido a la importancia que éstos organismos tienen para estructura y
composición del suelo es necesario evaluar el daño que les provoca el uso de
agroquímicos.
Plaguicidas de estudio
Se utilizará un insecticida y un fungicida con compuestos activos Metomilo y Procloraz
respectivamente, los cuales son utilizados comunmente en cultivos de flores, papa entre
otros. Para los plaguicidas se tomaron las siguientes consideraciones para las
concentraciones a utilizar.
Consideración Procloraz cc/L Metomilo g/L
Dos concentraciones menores a la recomendada por el
fabricante.
0.4
0.8
0.3
0.6
Concentración utilizada por los productores, se tomó la
concentración recomendada por el fabricante siendo la
misma utilizada por el productor.
1.2 0.9
Dos concentraciones mayores de la dosis recomendada
por el fabricante.
1.6
2.0
1.1
1.4 Esto se consideró de acuerdo a la cantidad rotulada de principio activo en la etiqueta del plaguicida.
Arranque de la prueba
1. Antes de iniciar la práctica, lave sus manos y use guantes de nitrilo.
2. Tomar las cajas plásticas que contienen las lombrices (previamente tratadas) y
vacíe parte del contenido sobre una bandeja.
3. Tome las lombrices con ayuda de sus dedos, procurando de no lastimarlas y
seleccione los individuos que tengan clitelo desarrolado y procurando que tengan
el mismo tamaño y peso.
4. A medida que selecciona las lombrices, póngalas suavemente en una caja de petri
5. Enjuague las lombrices con agua esteril para remover el exceso de sustrato
adherido a la lombriz.
6. Tare una base de petri vacía y pese 5 lombrices limpias y secas. Registre la
biomasa de las lombrices.
7. Tare cada uno de los recipientes plásticos y pese el sustrato con el que se va a
realizar la prueba (120gr de suelo y 50 gr de lechuga en pequeños trozos y
estiércol vacuno).
8. Ponga las lombrices pesadas en cada recipiente con el sustrato y espere que se
introduzcan en el sustrato.
9. Póngase todos los implementos de seguridad (guantes, gafas, tapabocas industrial)
y ayuda de una pipeta, adicione cuidadosamente 15 ml del plaguicida de síntesis
química correspondiente a cada tratamiento dentro de la cabina de extracción.
10. Tape los recipientes y póngalos en la cabina de pruebas.
Primera revisión
1. Prepare los materiales necesarios para registrar las mediciones y observaciones
del caso (bandejas, tablas para datos).
2. En una superficie firme y plana, destape cuidadosamente el recipiente y vacíe el
contenido en la bandeja (empiece por los tratamientos de menor concentración)
OJO: lave y seque muy bien la bandeja al cambiar de plaguicida.
3. Ayudándose de unas pinzas o con los dedos, revise cuidadosamente y
minuciosamente el sustrato, cuente las lombrices vivas, póngalas con mucho
cuidado aparte y observe su comportamiento (lombrices que no responden al
estímulo del tacto se consideran muertas).
4. Registre el número de los individuos adultos, juveniles y ootecas .
5. Remueva el material de desecho si lo hay, como individuos muertos.
6. Tare el recipiente plástico vacío y devuelva su contenido (170gr sustrato)
ajustando el peso con materia orgánica (lechuga en pequeños trozos y estiércol
vacuno) y adicione las lombrices adultas sobreviviente correspondiente a cada
tratamiento.
7. Póngase todos los implementos de seguridad (guantes, gafas, tapabocas industrial)
y ayuda de una pipeta, adicione cuidadosamente dentro de la cabina de extracción
el plaguicida de síntesis química correspondiente a cada tratamiento.
8. Tape los recipientes y póngalos nuevamente en la cabina de pruebas.
Segunda revisión
1. Repita los pasos 1 al 5, adicionalmente:
2. Tare una base de petri vacía y ponga las lombrices vivas y registre su biomasa
final y si observa alguna anormalidad a nivel de su morfología, reportelo.
3. Descarte el material descompuesto, los sustratos y los recipientes plásticos
que estuvieron en contacto con los plaguicidas en bolsas rojas.
Tabla 1. Condiciones en la prueba
Parámetro Und. Descripción
Lombrices und 5/unidad experimental
Estamento de crecimiento Adultas (cliteladas)
Peso 5 lombrices gr 1-2
Tiempo de exposición días 30
Alimento Si
Tipo de alimento gr 20
Lechuga + estiércol vacuno
Frecuencia de alimentación Días 15
Temperatura ºC 20 +/- 2
Humedad del sustrato % 75
Reaplicación del plaguicida días 15
Revisión días Cada 15
Observaciones Biomasa (inicial y final)
Mortalidad
Ootecas
Juveniles
Tabla 2. Formato para llenar durante la prueba.
Tx Biomasa
inicial
Revisión 1 Revisión 2 Biomasa
final Adultos Juveniles Ootecas Adultos Juveniles Ootecas
R1
R2
R3
R4
T0
10. Tabla de resultados
Tabla 2. Caracterización fisicoquímica del sustrato.
Parámetro Unidades Sustrato Testigo T1 T2 T3 T4 T5
Humedad % 74,98 73,24 74,21 73,03 74,78 70,77 73,87
Materia
orgánica
% 22,78 57,41 51,51 45,63 35,54 34,76 31,83
pH -logH+ 4,40 6,60 6,30 6,30 4,40 4,80 4,60
Nitrógeno total % 0,64 0,98 0,76 0,76 0,64 0,66 0,65
Fósforo % 0,22 0,54 0.47 0,33 0,24 0,23 0,22
Potasio % 0,10 0,45 0,26 0,28 0,09 0,16 0,14
Calcio % 0,20 0,64 0,46 0,39 0,20 0,21 0,21
Magnesio % 0,24 0,43 0,36 0,34 0,25 0,25 0,26
